汽轮机设备及系统

1、户二培训教材1汽轮机设备及系统汽轮机设备及系统大唐户县第二热电厂徐向阳户二培训教材2主要内容主要内容一、一、火力发电厂生产概述火力发电厂生产概述二、火电厂热力系统二、火电厂热力系统三、发电厂的主要经济指标三、发电厂的主要经济指标四四、本厂汽轮机介绍、本厂汽轮机介绍五、汽机辅机系统五、汽机辅机系统六、供热改造简介六、供热改造简介户二培训教材3一、一、火力发电厂生产概述火力发电厂生产概述户二培训教材41.火电厂的分类（按蒸汽参数）与容量火电厂的分类（按蒸汽参数）与容量v中低压: 3.4MPa，435, 6122550MW，v高压： 9.8MPa， 540， 50100MW，v超高压:13.7MPa

2、，535/535， 125200MW，v亚临界：亚临界：16.2MPa，540/540 ，300600MW，v超临界：24MPa，538/566 600800MW，v超超临界电厂： 28MPa以上户二培训教材52、火电厂生产过程示意图、火电厂生产过程示意图户二培训教材63、火电厂的系统构成（1）汽水系统，由锅炉、汽轮机、凝汽器、水泵、加热器及其管路组成；（2）燃料、燃烧系统，包括：输煤系统、制粉系统、 烟风系统和除灰除尘系统；（3）其它辅助热力系统（4）电气系统户二培训教材74、电厂汽水系统电厂基本汽水系统流程（朗肯循环）：给水锅炉过热蒸汽汽轮机凝汽器给水泵给水送入锅炉。锅炉汽轮机给水泵发电机

3、凝汽器户二培训教材85、燃料、燃烧系统输煤及燃运系统：运输卸煤装置煤场碎煤机皮带原煤仓；制粉系统：原煤仓给煤机磨煤机粗粉分离器细粉分离器煤粉仓给粉机燃烧器炉膛；户二培训教材96、风烟系统与灰渣系统风烟系统：（风）吸风口冷风道送风机暖风器空预器热风道磨煤机 分离器燃烧器炉膛； （烟）炉膛屏过对流过热器省煤器空预器除尘器引风机脱硫装置烟囱大气。 灰渣系统：（炉渣）炉膛冷灰斗除渣装置冲灰沟灰渣泵输灰管灰场。（飞灰）除尘器集灰斗除灰装置运灰车灰加工厂。户二培训教材107电气系统v电气系统包括发电机、励磁系统、厂用电系统和升压变电站等。 发电机的机端电压和电流随其容量不同而变化，其电压一般在 1020k

4、V之间，电流可达数千安至20kA。因此，发电机发出的电一 般由主变压器升高电压后，经变电站高压电气设备和输电线送往电网。 极少部分电，通过厂用变压器降低电压后，经厂用电配电装置和电缆供厂内风机、水泵等各种辅机设备和照明等用电。 户二培训教材11二、火电厂热力系统户二培训教材12锅炉设备及组成作用：1、锅炉容量与蒸汽参数锅炉容量：每小产生的蒸汽量（t/h）蒸汽参数：锅炉出口过热蒸汽压力和温度 容量（t/h） 蒸汽参数 汽机功率(MW) 炉型 420 13.8Pa(540/540 ) 125 煤粉炉 670 13.8Pa(540/540 ) 200 煤粉炉 1025 16.8Pa(540/540

5、) 300 煤粉炉（引）煤粉炉（引） 2008 16.8Pa(540/540 ) 600 煤粉炉 户二培训教材13锅炉热效率与锅炉型号锅炉热效率：蒸汽在炉内吸热量占燃料发热量的百 分比。电站锅炉一般在90%以上。锅炉型号：如HG670/13.7540/5407HG-哈尔滨锅炉厂；DG-东锅；SG-上锅；WG-武锅；BG-北锅锅炉分类（按水循环方式）：自然循环炉，强制循环炉，复合循环炉等。户二培训教材14锅炉设备的组成锅炉本体：燃烧器、炉膛、烟道、汽包、下降管、水冷壁、过热器、再热器、省煤器及空气预热器等组成；辅助设备：送引风机、给煤机、磨煤机、排粉机、除尘和脱硫设备、烟囟等。户二培训教材15汽

6、轮机设备及组成1、汽轮机本体：静止部分：汽缸、隔板、喷嘴、轴承和轴封等；转动部分：叶片、叶轮和轴等；配汽机构：主蒸汽导管、自动主汽门、调节阀等汽轮机的工作过程：蒸汽喷嘴冲动叶片转动2、调节保安油系统：调速器、油泵、油箱等3、凝汽及抽气设备：凝汽器、凝结水泵、抽气器、循环水泵和冷却塔等4、回热加热系统：高、低压加热器和除氧器等户二培训教材165、汽轮机分类与型号汽轮机分类（按热力过程）：凝汽式N、背压式B、调整抽汽式CC、中间再热式汽轮机。汽轮机的型号：如N200-130/535/535 N300-16.7/538/538户二培训教材17发电厂热力系统1、锅炉汽水系统：主给水管给水操作台省煤器汽

7、包下降管下联箱水冷壁汽包过热器锅炉主汽门（或集汽联箱）出口。 2、主蒸汽系统及再热蒸汽系统 ：（主蒸汽）锅炉主汽门（或集汽联箱）主蒸汽管汽机自动主汽门之前 ；（再热蒸汽）汽机高压缸出口再热器冷段管再热器再热器热段管汽机中压缸进口 。户二培训教材183、主凝结水系统 凝汽器凝结水泵轴封冷却器低加除氧器。4、 除氧器系统：除氧器及其相连的所有管路和附件（安全门，水位计等）。5、主给水系统：除氧水箱下水管低压给水管给水泵高压给水管高加主给水管。6、 回热抽汽系统和加热器疏水系统：汽机抽汽管路各回热加热器（高加、低加、除氧器） 疏水管路疏水回收设备. 户二培训教材197、抽空气系统 （低压加热器、凝结

8、水泵）凝汽器抽真空设备和系统 。8、 循环冷却水系统循环水进水管凝汽器循环水出水管（汽机车间范围内）9、 排污利用系统 锅炉汽包连续排污管连续排污扩容器（汽）除氧器 下联箱定排污管 （水）定期排污扩容器 户二培训教材2010、 辅助蒸汽系统及补充水系统 （1）辅助蒸汽联箱及其相连接的管路和设备（2）化学车间除盐水箱补水箱补水泵凝汽器（或除氧器或疏水箱）户二培训教材21三、发电厂的主要经济指标户二培训教材221、汽轮发电机组的汽耗率d0：机组每发1KW.h的电所消耗的蒸汽量；300MW机组在3kg/kw.h左右。2、汽轮发电机组的热耗率q：机组每发1KW.h的电所消耗的蒸汽量； 300MW机组在

9、8000kJ/kw.h左右。3、发电厂总效率PL：电厂发出的电能与所消耗的燃料总能量； 300MW机组在36%左右户二培训教材234、发电煤耗率：发电厂每发1KW.h的电所需的煤耗量； 标准煤耗率：发电厂每发1KW.h的电所需的标准煤耗量；我国在300-350g标煤/(kw.h)；5、厂用电率：厂用电占总发电量的百分率，大约在5%-10 %之内；6、供电标准煤耗率：扣除厂用电的标准煤耗率户二培训教材24提高电厂热效率的措施：1，提高蒸汽的初参数，以提高现换的平均吸热温度 2，降低蒸汽终参数以降低循环的平均放热温度 3，采用蒸汽中间再热以提高循环的平均吸热温度4，采用给水回热以提高循环的平均吸热

10、温度5，尽可能合理减少能量转换过程中的各项不可逆损失（阀门内漏，缸效，合理采用滑压方式等）户二培训教材25四、本厂汽轮机介绍户二培训教材26v汽轮机为哈尔滨汽轮机厂制造，型号为N30016.7/538/538，型式为亚临界一次中间再热双缸双排汽反动凝汽式汽轮机。额定功率（ECR）为300MW。最大功率（VWO）为335.575MW。v汽缸：由高中压汽缸和低压汽缸两部分组成。v高中压缸采用双层水平中分面结构。由高压外缸、中压外缸、高压内缸、中压内缸组成，降低了每层缸壁所承受的压差和温差以及法兰和每层缸的厚度，减小了机组在启停和运行过程中的热应力。高中压外缸通过四个下猫爪支撑在前轴承箱两侧及低压缸

11、轴承箱两侧，采用下猫爪支撑方式，保证受热时汽缸中心保持不变。高中压内缸由外缸的中分面支承，并由外缸底部的定位销和外缸保证其横向定位。户二培训教材27户二培训教材28GY1+12，ZHY9户二培训教材29户二培训教材30户二培训教材31户二培训教材32户二培训教材33户二培训教材34户二培训教材35v为保证机组正常运行和盘车运行时各轴承的润滑和冷却，在调速器端设有主轴拖动的离心式主油泵，在机组转速达到2850r/min时，主油泵开始正常工作，保证机组正常时润滑油系统和密封油系统的用油。v低压外缸全部由钢板焊接而成，为了减少温度梯度设计成3层缸。由外缸、1号内缸、2号内缸组成，减少了整个缸的绝对膨

12、胀量。低压缸四周有框架式撑脚，增加低压缸刚性，撑脚座落在基架上承担全部低压缸重量，并使得低压缸的重量均匀地分布在基础上。v转子：由高中压转子、低压转子组成。v高中压转子、低压转子、发电机转子均通过刚性联轴器连接，形成一个轴系。户二培训教材36v轴承：本机组设有4个4瓦块可倾瓦轴承，可以保证机组很好的对中性能。另外为保证发电机滑环处轴端的稳定性设有一个圆筒型稳定轴承。1个独立结构的推力轴承位于汽轮机的调速器端，可以平衡转子的剩余轴向推力和确定转子的轴向位置，形成转子膨胀的死点。为保证发电机端部的严密性，发电机的轴承直接座落在发电机静止的两端盖内，没有专门的轴承座。v机组能在冷态、温态、热态和极热

13、态等不同工况下启动，并可采用定压和定滑定压运行方式运行。调峰运行时宜采用定滑定压运行，滑压运行的范围是30%90%。v本机组配置容量为汽机最大进汽量30%的高、低压串联旁路系统，可以缩短启动时间，减少工质损失。v给水泵配置型式为250%BMCR汽动给水泵+1台30%BMCR电动调速给水泵。户二培训教材37汽轮机基本工作原理2222( (), )c wp t蒸汽热力学能蒸汽热力学能喷嘴喷嘴(nozzle)(nozzle)降压增速降压增速汽流的动汽流的动能能动叶动叶(blade)(blade)转子的旋转机械能转子的旋转机械能级的工作过程级的工作过程000(, )cp t 喷嘴1111( (), )

14、c wp t 动叶汽流改变方向汽流改变方向( (冲动原理冲动原理) )汽流降压增速汽流降压增速( (反动原理反动原理) )户二培训教材38户二培训教材39五、汽机辅机系统户二培训教材40（一）润滑油系统户二培训教材41（二）汽水系统户二培训教材42（三）加热器系统户二培训教材43高压加热器户二培训教材44介质流程户二培训教材45汽液两相流原理户二培训教材46户二培训教材47加热器相关名词解释户二培训教材48低压加热器户二培训教材49（四）轴封系统户二培训教材50汽封结构图汽缸内部 外界大气外界大气微负压正压正压户二培训教材51轴封汽流图0.097MPa（a）0.1140.126MPa(a)户二

15、培训教材52RSS自密封原理户二培训教材53（五）凝结水系统户二培训教材54（六）TSI汽轮机监视系统户二培训教材55（七）TSI汽轮机监视系统户二培训教材56（八）发电机密封油系统户二培训教材57（九）汽轮机抽汽系统户二培训教材58（十）给水系统户二培训教材59（十一）发电机定冷水系统户二培训教材60（十二）给水泵密封水系统户二培训教材61六、供热改造简述户二培训教材62供热改造系统简述v供热改造采用在汽轮机中、低压连通管1216mm）上加装液动调整碟阀，在蝶阀前连通管上开孔抽汽，通过液动调整碟阀节流，实现调整抽汽的目的。在机组负荷大于230MW时，抽汽压力可以达到1.0MPa，满足工业用汽

16、要求。在此负荷下可以保证中压叶片安全，在机组最大抽汽工况下排汽量能够完全满足低压缸所需的冷却流量要求，不会对低压缸末级叶片带来不利影响。机组在连通管抽汽调整碟阀打开，抽汽电动碟阀关闭情况下实现纯凝汽方式运行。v汽轮机在供热工况运行时，中压缸排汽一路经中、低压联通管抽汽液动调整碟阀节流进入低压缸，另一路经供热抽汽管道(720mm)送至热网系统。v本厂中压缸排汽温度在额定负荷下为330左右，为了满足惠安化工厂生产用汽参数，在抽汽管道加装喷水减温装置，控制汽温在300左右，减温器用水引自凝结水泵出口母管。户二培训教材63户二培训教材64供热安全性问题v由于供热管线较长，供热压力较高，在汽轮机跳闸后存

17、在供热蒸汽倒流进入汽轮机引起机组超速，引起设备损坏风险。v供热后由于供热调阀误动关闭、甩热负荷引起汽轮机高中压缸压力急剧升高，使汽轮机转子尤其是中亚缸承受压力超过设计值发生设备损坏事故。户二培训教材65供热安全性问题v供热调门关闭后，低压缸蒸汽流量过小，鼓风摩擦使汽轮机低压缸存在温度上升，使得动静部分间隙过小，引起碰磨事故发生，v供热调门开度过小，供汽压力较高，中压缸排汽压力较高，使中压缸焓降较小、中压缸排汽温度升高，影响汽轮机膨胀和中压缸金属寿命，对机组长期安全运行造成潜在威胁。户二培训教材66提高供热机组运行安全性对策将汽轮机供热调门门板进行缩径设计，通过流体力学喷嘴计算模式，缩径14mm

18、，并采用机械限位，保持门板最小关度15，满足低压缸最小冷却流量110t/h（哈汽要求90t/h）需要。在汽轮机ETS保护中加设中压缸排汽压力大于1.6MPa汽轮机跳闸保护，防止高中压缸超压引起设备损坏。在供热管道靠近抽汽侧加装两个机械式安全门，压力动作值为1.25 1.3MPa，防止高中压缸超压。户二培训教材67提高供热机组运行安全性对策机组跳闸或中压缸排汽压力1.25MPa，或三个供热关断阀任一个关位返来与其关指令发相与时联锁开启 。在汽轮机ETS保护中投入高压缸排汽温度大于427跳机保护。为了防止蒸汽倒灌汽轮机引起机组超速，在供热抽汽管路上加装两个抽汽逆止阀，一个采用机械式，另一个采用液动快关式，提高了设备可靠性。加强专项事故演练，提高集控人员事故处理能力，防止因人员过错扩大事故。户二培训教材68供热改造后系统热力参数变化负荷MW280260250供汽流量t/h500500500供汽调阀开度%391002210016100主蒸汽流量t/h890845822780790755凝结水流量t/h707665660630630598中排压力MPa0.750.700.760.650.7